반도체 공학 - 트랜지스터, MOSFET에 관해
반도체 공학 - 트랜지스터, MOSFET에 관해
트랜지스터
1.트랜지스터의 원리
트랜지스터는 다이오드의 원리를 이용하여 신호를 증폭하기 위한 용도로 만들어졌으며, 트랜지스터의 발명은 전자회로에 있어 일대 혁명을 가져오게 되었다. 스위치를 켜면 한참을 기다려야 정상적인 음이 나오던 옛날의 진공관식 거대한 라디오나 에니악과 같이 트럭 크기의 컴퓨터를 들고 다닐 수 있게 만든 트랜지스터의 정체는 과연 무엇인가
트랜지스터를 알기 위해서는 전기의 흐름에 대하여 이해를 하여야 할 필요가 있다. 물을 비롯한 모든 자연 물질은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐른다. 우주선이 땅에서 하늘로 치솟기 위해서는 엔진의 힘을 이용하여 지구가 당기는 힘보다 더 큰 힘을 반대로 가해주어야 가능하다. 땅으로 당기는 힘을 “-”라고 한다면 반대의 힘은 + 라고 할 수 있다.
이와 같은 원리로 전기에도 양면성이 있다. 번개라는 것은 하늘에 있는 전기 성분이 낮은 곳인 땅으로 흐르는 것으로 하늘에 있는 전기는 + 이고 땅은 “-”가 되는 것이다. 이 전기 성분들에 대하여 “+”전기는 정공(Hole) 이라 하고 “-”전기는 전자(Electron) 라고 부른다.
전기는 전자의 흐름이나 정공의 흐름에 의하여 형성이 된다. 앞서 설명한 다이오드에서 P 형 물질은 정공을 많이 보유한 물질로서 + 의 전기를 발생시킬 수 있고 N 형 물질은 - 의 전기를 발생시킬 수 있다. 이 사항은 트랜지스터의 동작 원리를 이해하는데 잊지 말아야 할 중요한 내용이다.
Fig.1 트랜지스터의 동작 원리
Fig.1과 같이 물이 흐르는 원통관에 ⓑ와 같은 수문이 달려 있다. ⓑ를 안으로 밀면 수문이 닫혀 물이 흐르지 않게 되고 밖으로 당기면 물이 흐르게 된다. 이렇게 ⓑ에 가하는 작은 힘으로 ⓒ에서 ⓔ로 흐르는 큰물의 흐름을 통제 할 수 있게 되는 것이다.
2.트랜지스터의 구조
트랜지스터 구조는 다음과 같이 PNP 형태와 NPN 형태로 나눈다.
(1) PNP형 트랜지스터
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1.트랜지스터의 원리
트랜지스터는 다이오드의 원리를 이용하여 신호를 증폭하기 위한 용도로 만들어졌으며, 트랜지스터의 발명은 전자회로에 있어 일대 혁명을 가져오게 되었다. 스위치를 켜면 한참을 기다려야 정상적인 음이 나오던 옛날의 진공관식 거대한 라디오나 에니악과 같이 트럭 크기의 컴퓨터를 들고 다닐 수 있게 만든 트랜지스터의 정체는 과연 무엇인가
트랜지스터를 알기 위해서는 전기의 흐름에 대하여 이해를 하여야 할 필요가 있다. 물을 비롯한 모든 자연 물질은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐른다. 우주선이 땅에서 하늘로 치솟기 위해서는 엔진의 힘을 이용하여 지구가 당기는 힘보다 더 큰 힘을 반대로 가해주어야 가능하다. 땅으로 당기는 힘을 “-”라고 한다면 반대의 힘은 + 라고 할 수 있다.
이와 같은 원리로 전기에도 양면성이 있다. 번개라는 것은 하늘에 있는 전기 성분이 낮은 곳인 땅으로 흐르는 것으로 하늘에 있는 전기는 + 이고 땅은 “-”가 되는 것이다. 이 전기 성분들에 대하여 “+”전기는 정공(Hole) 이라 하고 “-”전기는 전자(Electron) 라고 부른다.
전기는 전자의 흐름이나 정공의 흐름에 의하여 형성이 된다. 앞서 설명한 다이오드에서 P 형 물질은 정공을 많이 보유한 물질로서 + 의 전기를 발생시킬 수 있고 N 형 물질은 - 의 전기를 발생시킬 수 있다. 이 사항은 트랜지스터의 동작 원리를 이해하는데 잊지 말아야 할 중요한 내용이다.
Fig.1 트랜지스터의 동작 원리
Fig.1과 같이 물이 흐르는 원통관에 ⓑ와 같은 수문이 달려 있다. ⓑ를 안으로 밀면 수문이 닫혀 물이 흐르지 않게 되고 밖으로 당기면 물이 흐르게 된다. 이렇게 ⓑ에 가하는 작은 힘으로 ⓒ에서 ⓔ로 흐르는 큰물의 흐름을 통제 할 수 있게 되는 것이다.
2.트랜지스터의 구조
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